高得率漿的發(fā)展綜述

1、高得率漿的發(fā)展綜述摘 要：造紙行業(yè)面臨著低成本高質(zhì)量產(chǎn)品的市場需求，解決這一問 題的方法是，更高效地利用不同漿料的纖維特性。高得率漿 （HYP）因其特有的纖維性能，給提高產(chǎn)品質(zhì)量的同時控制或降低成本提供了機遇。發(fā)展楊木HYP和竹子HYP適合我國實際國情，但是在實際生產(chǎn)操作中還有很多問題亟待解決。關(guān)鍵詞:高得率漿；關(guān)鍵詞:高得率漿；HYP應(yīng)用；楊木HYP ；竹子HYP1 HYP概述高得率制漿是在機械過程中涉及機械處理過程中的一類制漿方 法，該類制漿方法就紙漿得率來講要高于相應(yīng)的化學(xué)漿，故統(tǒng)稱為高 得率制漿，按照機械處理的程度不同主要分為機械法制漿、化學(xué)機械 法制漿和半化學(xué)法制漿三大類。目前，高得

2、率制漿占主導(dǎo)地位的是 CTMP（Chemi-Thermo-Mechanical Pulp化學(xué)熱磨機械漿）新上高得率 制漿生產(chǎn)線以CTMP居多，其次是APMP（Alkaline Peroxide Mechanical Pulp堿性過氧化氫化學(xué)機械漿）或P-RC APMP（Preconditioning Refiner Chemical APM?溫和預(yù)處理和盤磨化學(xué)處理的APMP）。因此， 國際上又將CTMP、APMP和P-RCAPMP三種漿統(tǒng)稱為高得率漿（HYP）1。HYP顯著特點HYP的紙漿品質(zhì)和生產(chǎn)成本介于化學(xué)漿和機械漿之間，依據(jù)制漿 和漂白條件的不同制取得的HYP，期強度和光學(xué)性能可以有較

3、大的范 圍變化，以適應(yīng)所生產(chǎn)的紙張和紙板品種的要求，因而為原料選用， 降低生產(chǎn)成本和提高產(chǎn)品性能提供了更多的選擇。HYP的顯著特點在于：（1）良好的紙張松厚度和不透明度。由于 保留了原料中的大部分木素，紙漿纖維比較挺硬，成紙的松厚度高、 不透明度大、形穩(wěn)性好。因而、可以在滿足性能要求的前提下，使用 較少的纖維生產(chǎn)同樣定量的紙張，降低生產(chǎn)成本。（2）良好的強度 和光學(xué)性能。隨著HYP制漿技術(shù)的發(fā)展，通過控制和優(yōu)化化學(xué)預(yù)處理、 機械磨解條件和后續(xù)漂白工藝，用闊葉木生產(chǎn)的BCTMP在強度和白度 方面可以達到與闊葉木硫酸鹽漿接近的水平。因而、為擴大HYP的應(yīng) 用提供了更廣闊的領(lǐng)域。（3）較多的細(xì)小纖維

4、組分。HYP含有較少的 長纖維組分和較高的細(xì)小纖維組分，細(xì)小纖維含量在提高紙張的光學(xué) 性能和適應(yīng)性能方面起著極其重要的影響。（4）紙漿適用于抄造多 種紙品。由于HYP成功地結(jié)合了化學(xué)漿高強度、機械漿對木材高利用 率（得率達80%95%）的優(yōu)點，可以根據(jù)生產(chǎn)紙品要求，采用本色 漿或漂白漿工藝進行生產(chǎn)。本色漿能夠用于抄造高強度包裝紙板、高 強度瓦楞紙板、本色包裝紙、本色生活用紙和低白度文化用 紙等產(chǎn)品；漂白化機漿則可用于制高檔衛(wèi)生紙、面巾紙、高檔文化印 刷用紙、涂布紙（輕量涂布紙、銅版紙等）、新聞紙、白板紙、食品 包裝紙等。（5）生產(chǎn)過程清潔、紙品衛(wèi)生無毒、廢水易于處理。化 學(xué)法制漿過程中，不但造

5、成嚴(yán)重的水污染，而且大氣污染亦較突出， 制漿廢氣及有氯漂白廢水中含有致癌致畸成分,在水生動物體內(nèi)形成 積累，不能夠代謝，不僅毒害水生動物，而且通過生物鏈效應(yīng)，對 人類健康構(gòu)成嚴(yán)重危害?；瘜W(xué)漂白紙漿（含氯漂）產(chǎn)品中，同樣存在 類似毒害物質(zhì)oHYP生產(chǎn)過程中無大氣污染，廢水量少，污染負(fù)荷低， 易于生化處理，漂白過程以雙氧水為漂劑，不產(chǎn)生毒性物質(zhì)，紙漿 清潔無殘毒，適合于食品包裝。解決當(dāng)前的白色污染問題，HYP將成 為最佳替代材料。1.2 HYP 的應(yīng)用 4 5HYP在不含機械漿紙中的應(yīng)用HYP在不含機械漿紙中的應(yīng)用主要是代替闊葉木硫酸鹽漿。此類 HYP的游離度250 400 mL，白度83% 86

6、%。在涂布紙和非涂布紙中 用量一般分別為5% 15%和10% 25%。HYP可提高不含機械漿紙的 松厚度和不透明度，而且成本比闊葉木硫酸鹽漿低。通常，不含機械 漿的印刷和書寫紙幾乎全都采用針葉木和闊葉木化學(xué)漿。然而，隨著 HYP在上述品種中的不斷運用，所謂“不含機械漿”和“含機械漿” 紙種之間的界線正逐漸開始消失，高白度闊葉木HYP已被很多不含機 械漿紙種廣泛接受。HYP在多層紙板中的應(yīng)用紙板的面層和底層一般為漂白化學(xué)漿。為了降低成本，芯層一般 使用低成本的纖維。但這并不意味著芯層的質(zhì)量就可以被忽視。芯層 漿的質(zhì)量必須要滿足以下幾點：高的松厚度，在一定的厚度下盡量降低定量；良好的成形和表面平滑

7、度，為面層漿及后續(xù)的涂布打好基礎(chǔ)；有足夠的層間結(jié)合強度，防止分層；良好的濾水性能，確保生產(chǎn)速度和紙機的運行性能；對于食品和液體包裝產(chǎn)品，芯層漿還必須無嗅無味。HYP完全符合上述要求，因此在多層紙板中獲得了廣泛應(yīng)用。中國是 用商品HYP生產(chǎn)紙板的主要用戶，在全世界涂布多層紙板的生產(chǎn)中也 處于領(lǐng)先地位。對于芯層漿來說，最為關(guān)鍵的漿料性能是高松厚度和 表面平滑度。在中國，主要強調(diào)的是如何在保持厚度不變的情況下生 產(chǎn)定量更低的紙板。由于多層紙板的厚度主要是中間層的厚度，這一 發(fā)展趨勢要求中間層的纖維具有高松厚度。另外，中國紙板的表面 PPS粗糙度也從平均112Lm以上降到了 110Lm以下。作為多層紙

8、板的主 體部分，芯層纖維對紙板的表面粗糙度有很大影響。HYP漿在機械漿紙中的應(yīng)用用HYP生產(chǎn)LWC紙和新聞紙的技術(shù)已很成熟。HYP的性能至少不比 GW或TMP差。在LWC紙的應(yīng)用中，商品HYP主要用來代替GW。由于HYP 的價格比GW高，這一應(yīng)用在生產(chǎn)成本上并沒有優(yōu)勢。在LWC紙中應(yīng)用 HYP的主要原因在于： 在電能緊缺的夏季縮減GW的生產(chǎn)； 關(guān)閉 低效率的GW生產(chǎn)線；由于紙機的升級而造成的紙漿生產(chǎn)能力的 不足。用于LWC紙的HYP的品種包括低游離度的楊木、針葉木或針葉 木、楊木的混合HYP。HYP在生活用紙中的應(yīng)用20世紀(jì)80年代和90年代初期非常熱衷于在衛(wèi)生紙、面巾紙和毛巾 紙中使用HYP

9、,主要是為了降低成本和提高松厚度。但是在過去的幾 年里，盡管衛(wèi)生紙、面巾紙和毛巾紙的消耗量在增加，HYP在這類紙 產(chǎn)品中的應(yīng)用卻一直在下降。過去主要使用高游離度5的針葉木HYP, 但現(xiàn)在也使用闊葉木如楓木、樺木和楊木HYP。用于生活用紙的HYP 的游離度一般為：針葉木500 650 mL，闊葉木300 500 mL。衛(wèi)生紙、 面巾紙和毛巾紙最重要的性能為吸水性和柔軟度。高松厚度表明紙具 有較高的吸水能力，同時賦予紙松厚柔軟的感覺。HYP在這些性能方 面的優(yōu)勢非常明顯，因為其松厚度比化學(xué)漿高得多。正是HYP的高松 厚度和低成本使其在衛(wèi)生紙、面巾紙和毛巾紙中的應(yīng)用具有吸引力。HYP在特種紙中的應(yīng)用

10、HYP也用于各類特種紙。其中，以有機硅離型紙居多。對有機硅 離型紙的主要質(zhì)量要求是高透明度和封閉式紙張結(jié)構(gòu)，使硅停留在 紙的表面。高抗張強度、高白度的HYP為離型紙?zhí)峁┝烁玫男阅埽?此被廣泛應(yīng)用于這一紙種。HYP通常和硫酸鹽漿在抄紙前同時低濃打 漿，以降低游離度。HYP還用于無碳復(fù)寫紙。另外一個特殊的用途是 用于空氣過濾紙，因為高游離度和高松厚度的HYP可提高過濾紙的透 氣性。2楊木HYP的趨勢2.1發(fā)展楊木HYP符合我國國情楊樹品種繁多，在我國大部分省區(qū)都可找到適于種植而又速生的 品種。以楊樹為原料，采用化學(xué)品預(yù)浸，然后用盤磨來磨漿的一整套 化學(xué)機械漿的設(shè)備和工藝，因為造價低，漿的得率高

11、，成漿性能適于 配抄很多紙種和紙板，因而受到紙業(yè)重視，都認(rèn)為適合我國造紙工業(yè) 發(fā)展快、漿和林木資源不足、資金又很有限的實際國情。2.2國產(chǎn)兩種楊木HYP配抄性能分別用楊木APMP、P-RC APMP高得率漿與化學(xué)木漿、化學(xué)葦漿 和廢紙脫墨漿進行配抄，結(jié)果6表明：隨著高得率漿含量的不斷增加, 紙頁不透明度增加，緊度減小，裂斷長、撕裂指數(shù)等各項物理強度指 標(biāo)呈現(xiàn)出下降趨勢。APMP比較適合生產(chǎn)新聞紙，100%APMP就能滿足一等品新聞紙 的國家標(biāo)準(zhǔn)，配入10%化木漿、化葦漿或脫墨漿均能滿足優(yōu)等品新聞 紙的國家標(biāo)準(zhǔn)。另外，APMP也可以替代部分化學(xué)漿生產(chǎn)膠版印刷紙 和膠版印刷涂布原紙。P-RC AP

12、MP也適宜用來配抄生產(chǎn)新聞紙，要達到優(yōu)等品國家標(biāo) 準(zhǔn)，可配用30%化學(xué)木漿，50%化學(xué)葦漿或90%脫墨漿。如要滿足膠 版印刷紙和膠版印刷涂布原紙的要求，就要進一步提高用藥量，增 加原漿的白度和強度。但會增加機漿成本，企業(yè)可以根據(jù)自己的原料 結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)成本選擇合適的配比。3 竹子HYP的發(fā)展趨勢2002年中國環(huán)境學(xué)學(xué)會、中國造紙協(xié)會在北京聯(lián)合召開了 “竹 漿產(chǎn)業(yè)發(fā)展與環(huán)境保護”研討會，以清華大學(xué)環(huán)境工程系井文涌教授 為代表的一大批著名的專家學(xué)者參與會議。專家們呼吁，調(diào)整我國紙 業(yè)原料結(jié)構(gòu)已迫在眉睫，大力發(fā)展竹漿，以部分取代木漿是解決我 國紙業(yè)供需矛盾的有效途徑，也是比較現(xiàn)實的方法，以彌補我國目

13、前中高檔紙漿的巨大缺口，還可保護生態(tài)，增加農(nóng)民收入。3.1發(fā)展竹漿的前景我國是世界上竹類資源最豐富的國家，有500多種，栽培面積、 蓄積及年生產(chǎn)量居世界之冠。（2）竹材成材期短，一次栽種能連續(xù)多年使用，這也是竹類資源相 對于木材類的明顯優(yōu)勢。（3）從成本上看，把竹漿與品質(zhì)相當(dāng)?shù)乃赡竞丸衲颈容^發(fā)現(xiàn)，竹漿 單位成本低于木漿。（4）竹漿的性能介于針葉木與闊葉木之間，明顯優(yōu)于草類漿，可 以替代闊葉木漿并減少針葉木漿用量,用于制造各種紙張包括多種中 高檔紙品；竹子制漿生產(chǎn)工藝成熟可靠，且大部分設(shè)備可以采用國 產(chǎn)品；污染治理工藝技術(shù)成熟，“三廢”可以達到國家有關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)。可見竹漿造紙是切實可行的，我們可以

14、有效利用中西部的豐富 資源，與國家退耕還林政策相結(jié)合。建設(shè)竹子原料基地，既解決了農(nóng) 民退耕之后真正能“退下來，穩(wěn)得住”，又保護了生態(tài)環(huán)境，有力地 推動了西部大開發(fā)。3.2竹子HYP的應(yīng)用范圍竹子高得率化機漿和竹子化學(xué)漿相比較，具有投資低、紙漿得率 高、化學(xué)藥品消耗少、污染負(fù)荷低、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點。而且保留了 大量木素，具有化學(xué)漿所沒有的某些特性，如高的松厚度，優(yōu)良的 印刷性能，可以用于生產(chǎn)牛皮紙，高強瓦楞紙、箱紙板、工業(yè)包裝制 品，經(jīng)漂白后可以配抄新聞紙、膠印書刊紙及紙漿模塑餐具等。因此， 竹子高得率漿的利用將具有廣闊的市場前景，可觀的經(jīng)濟和社會效 益.7。參考文獻1詹懷宇、陳嘉祥，制漿原理與工程第三版第三章趙林、高揚、秦夢華，高得率漿的特性及其在造紙工業(yè)中的應(yīng)用房桂干，沈兆邦，黃德裕，發(fā)展高得率漿生產(chǎn)是保證我國造紙工業(yè)可持